JPS63200100A - Method and device for automatically operating nuclear power plant - Google Patents
Method and device for automatically operating nuclear power plantInfo
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、原子力発電所の運転自動化に係り、特に原子
炉の運転制限条件を満足するため運転計画を変更する必
要がある場合に、適切な修正ロードカーブを自動的に求
めて運転目標を設定する自動化方法及び自動化装置に関
するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to the automation of the operation of nuclear power plants, and is particularly applicable when it is necessary to change the operation plan in order to satisfy the operation restriction conditions of the nuclear reactor. The present invention relates to an automated method and an automated device for automatically determining a corrected road curve and setting a driving target.
原子力発電所の運転計画作成、出力制御、炉心監視及び
運転中での運転計画修正を自動化することを主要な課題
とした公知技術としては、例えば特開昭57−1353
97がある。この公知例では、(イ)中央給電指令所か
らの要求負荷パターン(基本ロードカーブに等しい)に
より近く、かつ運転制限条件を遵守する負荷パターンを
炉心シミュレータを用いて自動的に探索する運転計画作
成装置と、(ロ)原子炉からプラントデータをとりこみ
、運転制限条件に対する余裕(炉心流量、線出力密度等
)があらかじめ設定された許容値を超えたと判断された
場合に運転ガイド要求指令を出力する炉心状態監視装置
と、(ハ)運転計画作成装置に従って1時間程度の短い
時間後の炉心状態及び運転制限条件に対する余裕を予測
計算し、もしも運転計画通りに運転すると運転制限条件
に違反すると判断された場合には、当該予測値と運転制
限値の比を出力換算して計画値から差し引くことにより
暫定的な運転法を立案する運転ガイド装置とから成る、
原子炉負荷追従制御システムが提示されている。As a known technology whose main objective is to automate operation plan creation, output control, core monitoring, and operation plan correction during operation of a nuclear power plant, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1353
There are 97. In this known example, (a) creation of an operation plan that uses a core simulator to automatically search for a load pattern that is closer to the requested load pattern (equal to the basic load curve) from the central power dispatch center and that complies with the operation restriction conditions; (2) Captures plant data from the reactor and outputs an operation guide request command when it is determined that margins for operation restriction conditions (core flow rate, linear power density, etc.) exceed preset allowable values. According to the core condition monitoring device and (c) the operation planning device, the core condition after a short period of about one hour and margins for the operation restriction conditions are predicted and calculated, and if the operation is performed according to the operation plan, it will be determined that the operation restriction conditions will be violated. and a driving guide device that formulates a temporary driving method by converting the ratio between the predicted value and the driving limit value into output and subtracting it from the planned value.
A reactor load following control system is presented.
前述の公知例では、運転計画から決まるロードカーブを
修正する要因として運転制限条件の余裕度が無い場合の
みを取り上げている。しかしながら、運転制限条件に余
裕が有っても、例えばプラント起動時など原子炉出力を
大幅に変更する場合には、原子炉状態の予測に用いる炉
心シミュレータの誤差のために、必ずしも設定した制御
棒パターンでは原子炉出力/炉心流量の目標値を達成で
きない場合がある。すなわち、程度の差は有っても使用
するシミュレータには必ず誤差が有るので、詳細なロー
トカーブの作成・計算をやり直す必要があると思われる
。In the above-mentioned known example, only the case where there is no margin in the driving restriction conditions is taken up as a factor for modifying the road curve determined from the driving plan. However, even if there is a margin in the operating limit conditions, when the reactor output is changed significantly, for example at plant start-up, it is not always possible to adjust the control rod settings due to errors in the core simulator used to predict the reactor state. The target value of reactor power/core flow rate may not be achieved with the pattern. In other words, the simulators used always have errors, even if there are differences in degree, so it seems necessary to create and recalculate detailed rotor curves.
また公知例では、計画通りに運転すると運転制限条件に
違反すると判断された場合、当該予測値と運転制限値と
の比を出力換算し計画値から差し引くことにより暫定的
な運転法を立案する方法を用いているが、運転法の局所
的な変更の結果、それに続く運転計画も大幅に修正する
必要を生じるので、結果的には要求された基本ロードカ
ーブから大きくずれる虞れが有る。これを防ぐには、運
転法を変更する必要がある場合、ロードカーブ全体に互
って基本ロードカーブによる要求炉出力との偏差が小さ
く、かつ運転制限条件の余裕度が大きくなるような修正
ロードカーブを作成し、これに従って新たな運転法を決
定する方式が望ましい。Additionally, in a known example, when it is determined that driving as planned would violate the driving restriction conditions, a temporary driving method is devised by converting the ratio between the predicted value and the driving restriction value into output and subtracting it from the planned value. However, as a result of local changes in the driving method, the subsequent driving plan also needs to be significantly revised, so there is a risk that the result will deviate significantly from the required basic load curve. To prevent this, if it is necessary to change the operating method, a modified load should be applied across the entire load curve so that the deviation from the required reactor output according to the basic load curve is small and the margin for the operating limit conditions is large. A method that creates a curve and determines a new driving method based on it is desirable.
本発明の目的は、上記した2つの問題への対応機能、す
なわち(i)予測に用いる炉心シミュレータの誤差補正
と、(n)シミュレータの予測誤差や運転制限条件に違
反する虞がある場合にロードカーブを最適修正する機能
を持たせることにより、原子炉の実際の運転状況に合わ
せた柔軟な対応を可能とした原子力発電所の運転自動化
方法及び自動化装置を提供することである。The purpose of the present invention is to provide a function to address the two problems described above, namely (i) error correction of the core simulator used for prediction, and (n) loading when there is a risk of violation of the simulator's prediction error or operational restriction conditions. An object of the present invention is to provide a method and an automation device for automating the operation of a nuclear power plant, which enables flexible response to the actual operating conditions of a nuclear reactor by providing a function for optimally correcting a curve.
上記目的は、プラントの運転パラメータの実測値と炉心
シミュレータによる同予測値を毎時突き合わせて統計処
理して誤差予測モデルを作成することにより、まず予測
誤差対策が達成できる。次に予測誤差が前もって規定し
た値よりも大きい場合、又は運転制限条件に違反すると
予測された場合に、要求された基本ロードカーブからの
偏差と運転制限条件の余裕度をそれぞれ出力変動運転区
間に渡って積分した値をパラメータとする評価関数を用
い、最適修正ローブカーブを作成することにより、運転
計画全体を見た運転法の適切な変更が達成できる。The above objective can be achieved by first comparing the actual measured values of the plant operating parameters and the predicted values by the core simulator every hour and creating an error prediction model through statistical processing, thereby creating a prediction error model. Next, if the prediction error is larger than a predetermined value or if it is predicted that the operation restriction conditions will be violated, the deviation from the requested basic load curve and the margin of the operation restriction conditions are respectively set in the output fluctuation operation section. By creating an optimal correction lobe curve using an evaluation function whose parameter is the value integrated over the entire driving plan, it is possible to appropriately change the driving method considering the entire driving plan.
炉心シミュレータを用いた予測計算で得られるプラント
の運転パラメータは、(A)[子炉平均出力、炉心平均
ボイド率等の集中定数モデルで得られるものと、(B)
出力分布、熱的制限値等の炉心の分布モデルに依存する
ものとがある。前者(A)のパラメータはロードカーブ
に従った出力変動に対して、局所的にはほぼ線形の変動
応答を示すが。The plant operating parameters obtained by predictive calculation using a core simulator are (A) [those obtained by a lumped constant model such as the average output of the child reactor and the average void ratio of the core, and (B)
There are things that depend on the distribution model of the reactor core, such as power distribution and thermal limit values. The former parameter (A) shows a locally approximately linear variation response to the output variation according to the load curve.
後者(B)のパラメータは制御棒パターンの変化にも依
存するので、必ずしも線形モデルで記述可能な連続的変
動応答を示すものではない、しかしながら、制御棒パタ
ーンが一定又は相似形とみなせる条件のもとで炉心流量
を調整して出力を変化させる場合には、局所的線形化が
実現できる。よって、上記のような一様な運転条件のも
とで、実測値とあらかじめシミュレータで求めていたそ
の時点の予測値との差を連続的に求めると、その時系列
は適当な線形式又は高々2次式で記述できる。The latter parameter (B) also depends on changes in the control rod pattern, so it does not necessarily indicate a continuous fluctuating response that can be described by a linear model.However, there are also conditions under which the control rod pattern can be considered constant or similar. Local linearization can be achieved when changing the output by adjusting the core flow rate. Therefore, under the above uniform operating conditions, if we continuously calculate the difference between the actual measured value and the predicted value at that point determined in advance by a simulator, the time series will be expressed in an appropriate linear form or at most 2 It can be described by the following formula.
シミュレータの誤差補正は、そのような時系列の将来に
おける変動を多変量解析等の手法により統計的予測モデ
ルを作成することにより実現できる。Error correction of the simulator can be realized by creating a statistical prediction model for future changes in such time series using techniques such as multivariate analysis.
一方、修正ロードカーブの各点における運転パラメータ
(炉心流量、制御棒パターン等)の関数として、要求さ
れた基本ロードカーブからの偏差と運転制限条件の余裕
度とが定義可能である。″a転制限条件は、単に最適探
索における制約条件としても修正ロードカーブの最適化
問題を解くことができるが、一般的には規格化した運転
制限条件の制限値迄の差の逆数をパラメータとして用い
て、これを評価関数に組込めばよい。前者の制約条件付
非線形最適化問題は1例えば有効許容方向法を採用して
解くことが可能である。後者の一般化した最適化問題は
、ベクトル目的関数を与えられた制約条件のもとで最小
化する多目的計画問題となるが、ここでは総合的に評価
するためにベクトルの絶対値を評価関数とすることによ
り、通常の最適化手法で解くことが可能である。On the other hand, as a function of operating parameters (core flow rate, control rod pattern, etc.) at each point of the modified load curve, the deviation from the required basic load curve and the margin of operational limit conditions can be defined. ``A rotation limit condition can be used simply as a constraint condition in optimal search to solve the optimization problem of a modified load curve, but in general, it is used as a parameter using the reciprocal of the difference between the normalized operation limit conditions and the limit value. The former nonlinear optimization problem with constraints can be solved by adopting, for example, the effective permissible direction method.The latter generalized optimization problem can be solved using the following method: This is a multi-objective programming problem in which a vector objective function is minimized under given constraints, but in order to comprehensively evaluate it, we use the absolute value of the vector as the evaluation function. It is possible to solve it.
以下、本発明の原子力発電所の運転自動化装置の実施例
を説明する。第1図は、実施例の八本的な機能構成を示
すものであり、大きく分けて、プラント3、該プラント
3の制御変数をとりこんで目標値に等しくなるように制
御するための操作量を出力するサブループ制御装置!!
4、サブループ制御装置に目標値を出力する統括制御装
置5、統括制御装置に修正ローブカーブを出力する機能
を全体として形成している状態予測部6と状態監視部7
とシミュレータ誤差補正部8とカーブ最適修正部9から
成る運転計画修正部、及び統括制御装置5にオペレータ
の運転要求指令を入力すると共にプラントの運転状態や
運転自動化装置の各部分機能の計算結果をオペレータに
提示するマン・マシンインターフェース2から構成され
ている。以下、本発明の主要な技術的特徴部分であると
ころの運転計画修正部の動作を詳細に述べる。Embodiments of the nuclear power plant operation automation device of the present invention will be described below. FIG. 1 shows the eight functional configurations of the embodiment, which can be roughly divided into a plant 3 and a manipulated variable for controlling the control variables of the plant 3 to be equal to the target value. Subloop control device that outputs! !
4. A general control device 5 that outputs a target value to the subloop control device, a state prediction section 6 and a state monitoring section 7 that collectively form the function of outputting a modified lobe curve to the general control device.
An operation plan correction section consisting of a simulator error correction section 8 and a curve optimization correction section 9, and an operation request command from an operator are input to the integrated control device 5, and the operation state of the plant and calculation results of each partial function of the operation automation device are inputted. It consists of a man-machine interface 2 that is presented to the operator. Hereinafter, the operation of the operation plan modification section, which is the main technical feature of the present invention, will be described in detail.
状態監視部7はプラントデータ11をとりこみ、現行プ
ラントで既に採用されている技術であるところの炉心性
能計算機を用いた炉心監視装置により短時間で炉心出力
分布や熱的制限値等の運転パラメータを計算し、運転計
画作成知識データベース10からの運転制限値と突き合
わせて運転制限条件の余裕度を求める。状態予測部6は
、プラントデータ11をとりこみ、炉心シミュレータを
用い、出力変動の運転目標をロードカーブに従って設定
かつ運転するとした場合の、カーブ各点における運転パ
ラメータ予測値を求める。シミュレータ誤差補正部8は
、状態監視部7で求めた運転パラメータの実測値と、こ
の実測値に対応するもので状態予測部6で前もって求め
ておいた運転パラメータの予測値とをとりこみ、それら
の差の時系列を用いてシミュレータ誤差の補正値を求め
る。The condition monitoring unit 7 takes in the plant data 11 and uses a core monitoring device using a core performance calculator, which is a technology already adopted in current plants, to quickly determine operating parameters such as core power distribution and thermal limit values. The calculation is performed and compared with the driving limit value from the driving plan creation knowledge database 10 to determine the degree of margin of the driving restriction condition. The state prediction unit 6 takes in the plant data 11 and uses a core simulator to obtain predicted operating parameter values at each point of the curve when the operating target for output fluctuation is set and the operation is performed according to the load curve. The simulator error correction unit 8 takes in the measured values of the operating parameters obtained by the condition monitoring unit 7 and the predicted values of the operating parameters corresponding to these measured values and obtained in advance by the condition prediction unit 6, and calculates these values. Calculate the correction value for the simulator error using the time series of differences.
カーブ最適修正部9は、運転制限条件の余裕度とシミュ
レータ誤差の補正値をとりこみ、現時点で用いているロ
ードカーブを修正する必要があるか否かを判定し、修正
する必要があると判定した場合には運転計画作成知識デ
ータベース10を用いて修正ロードカーブを作成する。The curve optimum modification unit 9 takes in the margin of the driving restriction conditions and the correction value of the simulator error, determines whether or not it is necessary to modify the load curve currently used, and determines that it is necessary to modify it. In this case, a modified road curve is created using the driving plan creation knowledge database 10.
以上に述べた運転計画修正部の基本的な計算手順を示す
と第2図のようになる。以下、大枠で囲んだ計算ステッ
プを処理するシミュレータ誤差補正8′と、カーブ最適
修正9′とにおける詳細な計算内容を述べる。The basic calculation procedure of the operation plan modification section described above is shown in FIG. 2. Below, detailed calculation contents in simulator error correction 8' and curve optimization correction 9', which process the calculation steps encircled by the outline, will be described.
第3図にシミュレータ誤差補正部8における計算手順を
示す。予測誤差時系列は次式により求める。FIG. 3 shows the calculation procedure in the simulator error correction section 8. The prediction error time series is calculated using the following formula.
δxD)=x(t)−x(t) ・・・(
1)(t=to、ttt ・・・しn)
ここで、x(t)” (xt(t)、xz(t)、xq
(t))は運転パラメータの実測値XI、 X2.・・
・Xq を要素とするベクトル、x (t )はシミュ
レータによる予測値から得られる運転パラメータの予測
値ベクトル、δx(t)、 (t=to、t tt
、−tn ) は予測誤差の時系列である。この予測
誤差の時系列を表わす統計的モデルについて採用した基
本的仮定は、これらの時系列がある説明変数の線形式に
よって表わされるような系統的な変数囚を含んでいると
したことである。もしも系統的な変動因を含まない場合
には、その変動の大きさは確率的変動の分散程度になる
ので、予測誤差としては無視可能である。統計的モデル
として多変量重回帰モデルを採用した場合、目的変数と
して予測誤差の時系列をとると、次式の関係式が適用で
きる。δxD)=x(t)-x(t)...(
1) (t=to, ttt...shinn) Here, x(t)'' (xt(t), xz(t), xq
(t)) are actual measured values of operating parameters XI, X2.・・・
・A vector whose elements are
, -tn) is a time series of prediction errors. The basic assumption adopted for the statistical model representing the time series of prediction errors is that these time series contain a systematic variable constraint as represented by a linear form of some explanatory variable. If systematic fluctuation factors are not included, the magnitude of the fluctuation is equivalent to the variance of stochastic fluctuations, so it can be ignored as a prediction error. When a multivariate multiple regression model is adopted as the statistical model and the time series of prediction errors is taken as the objective variable, the following relational expression can be applied.
δx (t ) = β ・u (t )+ε (1)
・・・(2)(t=to、ttt・・・tn)
ここで、βは偏回帰係数マトリクスCPXq)。δx (t) = β ・u (t) + ε (1)
...(2) (t=to, ttt...tn) Here, β is a partial regression coefficient matrix CPXq).
u(t)は説明変数ベクトル(P次元)、 ε (1)
は残差ベクトル(q次元)である。この場合に採用する
説明変数としては、ロードカーブに従ってプラントを運
転していく時に変化させる操作量、例えば、炉心流量、
制御棒引抜シーケンスのステップ数、Xe濃度等をとれ
ばよい。よって、多変量重回帰分析の手法により偏回帰
係数マトリクス△
βの最小二乗推定値βを求め、これを用いて現時点tn
よりも将来の時刻tzにおけるシミュレータの予測結果
修正値x傘(tz)が次式で表わ(tffi>tn)
ここで、予測結果修正値を与える(3)式は独立変数を
将来の時刻t!とじて表わしているが、これは表現形式
上この様に表わしているのであり、実際の独立変数は説
明変数ベクトルUとなる。このことは、モデル式(2)
における時間パラメータtlは単に個々のデータの番号
付けの意味を示していることによるものである。また1
、このことから(3)式は、予測結果修正値ベクトルの
各スカラー成分毎に成立する関係式であり、従って、モ
デル式(3)を作成するのに用いたものと異なるロード
カーブに対しても適用可能である。u(t) is the explanatory variable vector (P dimension), ε (1)
is the residual vector (q dimension). The explanatory variables adopted in this case include the manipulated variables that are changed when operating the plant according to the load curve, such as the core flow rate,
The number of steps in the control rod withdrawal sequence, the Xe concentration, etc. may be determined. Therefore, the least squares estimated value β of the partial regression coefficient matrix Δβ is obtained using the method of multivariate multiple regression analysis, and using this, the current tn
The predicted result correction value x umbrella (tz) of the simulator at a future time tz is expressed by the following formula (tffi>tn). Here, equation (3) giving the predicted result correction value sets the independent variable to a future time t. ! However, this is the way to express it because of the expression format, and the actual independent variable is the explanatory variable vector U. This means that the model equation (2)
The time parameter tl in is merely to indicate the meaning of the numbering of individual data. Also 1
, From this, equation (3) is a relational equation that holds true for each scalar component of the predicted result correction value vector, and therefore, for a load curve different from that used to create model equation (3). is also applicable.
以上に述べたシミュレータ誤差の補正方法は、物理的モ
デルによらない統計的解析手法の例を示すものであるが
、これ以外にも従来多く採用されている物理モデルに実
測値をフィードバックして修正する方法、シミュレータ
入力データのチューニングによる方法を同時に併用し得
るものである。The method of correcting simulator errors described above is an example of a statistical analysis method that does not rely on a physical model, but there are other methods that feed back actual measured values to the physical model that has been widely used in the past. This method allows simultaneous use of a method based on tuning of simulator input data and a method based on tuning of simulator input data.
第4図にカーブ最適修正部9の詳細計算ブロック図を示
す。修正ロードカーブ仮定部21では、状態監視部7か
ら現時点における運転制限条件の余裕度を、シミュレー
タ誤差補正部8から予測誤Δ
差の補正値δx−(t)= βu(し)をそれぞれとり
こみ、まず最初、現時点で使用しているロードカーブを
新たに修正する必要が有るかどうかについて判定する。FIG. 4 shows a detailed calculation block diagram of the curve optimum correction section 9. The modified road curve assumption unit 21 takes in the margin of the current driving restriction condition from the condition monitoring unit 7 and the correction value δx-(t)=βu(shi) for the prediction error difference from the simulator error correction unit 8, respectively. First, it is determined whether there is a need to newly modify the load curve currently in use.
判定の基準としては、運転制限条件の余裕度が無い場合
、又はシミュレータの予測誤差の補正値が設定したある
基準値よりも大きい場合に、ロードカーブの修正計算に
入るとする。As a criterion for determination, if there is no margin for the driving restriction conditions or if the correction value of the prediction error of the simulator is larger than a certain reference value set, the load curve correction calculation is started.
次に、修正計算に入った場合は、まず最初に仮定する修
正ロードカーブとしては現時点で使用しているロードカ
ーブとするが、修正が現時点適一度も行われていない場
合には外部から入力データとして与えられる基本ロード
カーブ27を用いる。Next, when starting correction calculations, the first assumption is that the load curve currently in use is used as the corrected load curve, but if no correction has been made at this point, data input from an external source will be used. A basic load curve 27 given as is used.
入力処理部22は、仮定した修正ロードカーブをとりこ
み、ロードカーブを特徴づける主要な運転点に対して、
運転パラメータ(出力分布、熱的制限値等)予測値を求
めるシミュレーションのための入力データを作成し、そ
のデータ処理を行う。The input processing unit 22 takes in the assumed corrected road curve, and calculates the following for the main operating points characterizing the road curve.
Create input data for simulation to obtain predicted values of operating parameters (output distribution, thermal limit values, etc.) and process the data.
予測シミュレーション23では、シミュレーション用の
入力データを炉心シミュレータ28に入力し、ロードカ
ーブの主要な運転点における運転パラメータの予測値を
求める。この際、シミュレータ誤差補正部8からのシミ
ュレータモデルの修正、及び入力データチューニングに
関する情報を反映させる。次に結果取り出し部24では
、シミュレーション結果から運転パラメータの予測値を
取り出し、シミュレータ誤差補正部8から与えられる予
測結果修正値((3)式)を用いて、シミュレータの予
測値を補正する。カーブ性能評価部25では、ロードカ
ーブ各点の運転パラメータ予測値をとりこみ、例えば次
式に示すような評価関数によって、ロードカーブの妥当
性を評価する。In the predictive simulation 23, input data for simulation is input to the core simulator 28, and predicted values of operating parameters at major operating points of the load curve are determined. At this time, information regarding correction of the simulator model and input data tuning from the simulator error correction unit 8 is reflected. Next, the result extraction unit 24 extracts the predicted values of the operating parameters from the simulation results, and corrects the predicted values of the simulator using the predicted result correction value (Equation (3)) given from the simulator error correction unit 8. The curve performance evaluation unit 25 takes in the predicted driving parameter values at each point of the road curve, and evaluates the validity of the road curve using an evaluation function as shown in the following equation, for example.
5ubj、 to uεU= (uig(u)≦0)た
だし、f (u)= (f x(u)、 f z(u)
、 ・= f h(u))は評価関数ベクトルであり、
その要素f1・・・fbは各種運転パラメータの目標値
からの偏差、又は熱的制限値の余裕度、出力分布の良さ
、制御棒パターンの変更回数等、ロードカーブの適切さ
を評価するためのパラメータを規格化、重み付けしたも
のである。g(u)= (gt(u)、・・・gr(u
))は制約条件ベクトル、UεR′はロードカーブに従
って運転する場合の操作量と運転条件のべりトルであり
、シミュレータの予測誤差モデル((2)式)で用いた
説明変数ベクトルに等しくとってよい。最適措置探索部
26では、カーブ性能評価部25で作成したロードカー
ブの評価関数を用いて、ロードカーブ修正のための最適
方向探索を行う。修正したロードカーブが最適であるか
どうかは、評価関数が減少しなくなったかどうかで判定
できる。5ubj, to uεU= (uig(u)≦0), where f (u)= (f x(u), f z(u)
, ・= f h(u)) is the evaluation function vector,
The elements f1...fb are used to evaluate the appropriateness of the load curve, such as the deviation of various operating parameters from the target value, the margin of thermal limit value, the goodness of output distribution, the number of changes in control rod pattern, etc. Parameters are standardized and weighted. g(u)=(gt(u),...gr(u
)) is the constraint condition vector, and UεR' is the torque between the operation amount and operating conditions when driving according to the load curve, and can be taken as the same as the explanatory variable vector used in the simulator's prediction error model (Equation (2)). . The optimum measure search unit 26 uses the road curve evaluation function created by the curve performance evaluation unit 25 to search for an optimum direction for road curve correction. Whether the modified load curve is optimal can be determined by whether the evaluation function no longer decreases.
最適点に到達した場合には統括制御部5に最適修正ロー
ドカーブと、それに従ってプラントを運転する場合の操
作量と運転条件のベクトルの情報を一出力する。又、最
適方向探索で新たな修正ロードカーブが得られた場合に
は、修正ロードカーブ仮定部21にそのデータを送り、
以上に述べたシミュレーションとカーブ性能評価とを繰
返す。″第5図に、本発明になる原子力発電所の運転自
動化装置を用いて、原子炉出力上昇を行わせた場合のシ
ミュレーションの1例を示す。この例では、炉心シミュ
レータに意図的に誤差を付加した場合を示している。当
初の基本ロードカーブに従って出力上昇を行った場合、
シミュレータの誤差のために、熱的制限値の実測値が予
測値よりも余裕度の小さい変化カーブを示している。そ
こで、B点においてシミュレータ誤差を補正して、熱的
制限値を予測したところ、運転制限条件に違反してしま
うことが判明したので、運転計画修正部によって最適修
正ロードカーブを作成した。最適修正ロードカーブでは
、制御棒引抜きによる出力上昇をC′点で中断し、C″
点点炉炉心流量増加より出力上昇を行って、C“〜C″
′点で再度制御棒抜きによる出力上昇を行っている。こ
の際、定格運転時の目標制御棒パターンについても、誤
差を補正した予測シミュレーションにより熱的制限値の
余裕度が増加するような修正を実現している。When the optimal point is reached, the optimally corrected load curve is outputted to the integrated control unit 5, as well as information on vectors of operating amounts and operating conditions for operating the plant in accordance with the optimally corrected load curve. Furthermore, if a new corrected road curve is obtained through the optimal direction search, the data is sent to the corrected road curve assumption section 21,
The simulation and curve performance evaluation described above are repeated. ``Figure 5 shows an example of a simulation in which the nuclear power plant operation automation device according to the present invention is used to increase the reactor output. In this example, an error is intentionally introduced into the core simulator. The figure shows the case where the load is added.If the output is increased according to the initial basic load curve,
Due to errors in the simulator, the measured value of the thermal limit value shows a change curve with a smaller margin than the predicted value. Therefore, when the simulator error was corrected at point B and the thermal limit value was predicted, it was found that the operation limit conditions would be violated, so an optimally corrected load curve was created by the operation plan correction section. In the optimal correction load curve, the output increase due to control rod withdrawal is interrupted at point C', and C''
By increasing the output by increasing the point reactor core flow rate, C"~C"
At point ', the output is increased again by removing the control rod. At this time, the target control rod pattern during rated operation is also modified to increase the margin of thermal limit values through predictive simulation that corrects errors.
本発明によれば、炉心シミュレータの予測値の誤差を実
測値にもとづいて補正するので、ロードカーブ作成時の
各種運転条件に関する予測精度が向上し、出力運転途中
で運転法を変更するケースの発生が少なくなる。また、
運転法を変更する場合には、ロードカーブの最適修正機
能により、運転計画全体を評価した適切な運転法の変更
が可能となる。According to the present invention, errors in predicted values of the core simulator are corrected based on actual measured values, so the prediction accuracy regarding various operating conditions when creating a load curve is improved, and there is no need to change the operating method during power operation. becomes less. Also,
When changing the driving method, the optimal road curve correction function makes it possible to change the driving method appropriately by evaluating the entire driving plan.
第1図は本発明の実施例の基本構成を示すブロック図、
第2図は運転計画修正部の計算手順を示すフロー図、第
3図はシミュレータの誤差補正手順を示すフロー図、第
4図はロードカーブの最適修正部の詳細ブロック図、第
5図は原子炉出力上昇を行わせた場合のシミュレーショ
ンの1例を示す図表である。
1・・・オペレータ、2・・・マン・マシンインターフ
ェース、3・・・プラント、4・・・サブループ制御部
、5・・・統括制御部、6・・・状態予測部、7・・・
状fIA監視部、8・・・シミュレータ誤差補正部、9
・・・カーブ最適修正部、10・・・運転計画作成知識
データベース。
11・・・プラントデータ、21・・・修正ロードカー
ブ仮定部、22・・・入力処理部、23・・・予測シミ
ュレーション、24・・・結果取り出し部、25・・・
カーブ性能評価部、26・・・最適措置探索部、27・
・・基本ロードカーブ、28・・・炉心シミュレータ、
29・・・運転制限条件。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a flow diagram showing the calculation procedure of the operation plan correction section, Figure 3 is a flow diagram showing the error correction procedure of the simulator, Figure 4 is a detailed block diagram of the load curve optimum correction section, and Figure 5 is the atomic It is a chart showing an example of a simulation when the furnace output is increased. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Operator, 2... Man-machine interface, 3... Plant, 4... Sub-loop control section, 5... Overall control section, 6... State prediction section, 7...
condition fIA monitoring section, 8... simulator error correction section, 9
...Curve optimum correction section, 10...Driving plan creation knowledge database. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Plant data, 21... Modified load curve assumption part, 22... Input processing part, 23... Prediction simulation, 24... Result extraction part, 25...
Curve performance evaluation section, 26... Optimal measure search section, 27.
...Basic load curve, 28...Core simulator,
29... Driving restriction conditions.
Claims (1)
目標値を与えると共に、原子力発電所の各構成機器の制
御量検出信号を上記サブループ制御部に入力し、上記制
御量が目標値に近づくように原子力発電所構成機器を制
御する方法において、 (a)原子力発電所の運転パラメータに基づいて、その
変動を予測すると共に、 (b)上記運転パラメータに基づいて、運転制限条件に
適合しているか否かを判定し、かつ、 (c)上記運転パラメータの実測値と予測値とに基づい
て誤差補正値を算出し、 (d)前記(b)項の判定結果と(c)項の誤差補正値
とに基づいて、運転計画データベースのロードカーブを
修正し、修正されたロードカーブを前記統括制御部にフ
ィードバックすることを特徴とする原子力発電所の自動
運転方法。 2、前記(c)項における誤差補正値の算出は、実測値
と予測値との偏差の時系列データを用いて、該偏差を予
測する為の統計的予測モデルを作成し、この予測モデル
を用いた偏差予測値に基づいて誤差補正値を算出するも
のであることを特徴とする、特許請求の範囲第1項に記
載の原子力発電所の自動運転方法。 3、前記(d)項におけるロードカーブ修正は、(i)
前記(b)項の判定結果と(c)項の誤差補正値とを用
いて、データベースのロードカーブを基礎とする修正ロ
ードカーブを仮定し、(ii)炉心シミュレータを用い
て上記修正ロードカーブ各点の原子炉状態及び、運転制
限条件からの余裕度を求め、(iii)前記修正ロード
カーブから決まる炉出力変動カーブと同要求変動カーブ
との偏差、並びに、運転制限条件余裕度の出力変動運転
区間に亙る積分値をパラメータとする評価関数を用いて
、修正ロードカーブの最適方向探索を行い、(iv)上
記探索結果に基づいて新たな修正ローブカーブを仮定し
、該評価関数による最適修正ローブカードが求まるまで
同様の演算を繰り返すことを特徴とする、特許請求の範
囲第1項に記載の原子力発電所の自動運転方法。 4、原子力発電所の各構成機器から制御量検出信号をフ
ィードバックされつつ該構成機器を制御するサブループ
制御部と、運転計画データベースから与えられるロード
カーブに基づいて上記サブループ制御部に対して制御目
標値を与える統括制御部とを設けた原子力発電所の自動
運転装置において、 (e)原子力発電所の各構成機器からの制御量検出信号
を入力されて、制御量の変動を予測する状態予測部と、 (f)上記検出信号を入力されて、制御量が運転制限条
件に適合しているか否かを判定する状態監視部と、 (g)前記制御量の実測値と予測値に基づいて、予測値
の誤差補正値を算出するシユミレータ誤差補正部と、 (h)前記(f)項の判定結果と、前記(g)項の誤差
補正値とに基づいて、運転計画データベースのロードカ
ーブを修正するカーブ最適修正部とを設けたことを特徴
とする、原子力発電所の自動運転装置。[Claims] 1. The overall control unit provides a control target value to the subloop control unit, and inputs control amount detection signals of each component of the nuclear power plant to the subloop control unit, so that the control amount is In a method of controlling nuclear power plant components so as to approach target values, (a) predicting the fluctuations based on the operating parameters of the nuclear power plant, and (b) determining operating limit conditions based on the above operating parameters. (c) Calculate an error correction value based on the actual measured value and predicted value of the operating parameter, (d) The determination result of (b) above and (c) ), the load curve of the operation plan database is corrected based on the error correction value of the term ), and the corrected load curve is fed back to the general control unit. 2. Calculation of the error correction value in section (c) above uses time-series data of the deviation between the actual measured value and the predicted value, creates a statistical prediction model for predicting the deviation, and uses this prediction model. The automatic operation method for a nuclear power plant according to claim 1, wherein the error correction value is calculated based on the used predicted deviation value. 3. The load curve modification in the above (d) is (i)
Using the judgment result in section (b) and the error correction value in section (c), assume a modified load curve based on the load curve in the database, and (ii) use a core simulator to calculate each of the modified load curves. (iii) the deviation between the reactor power fluctuation curve determined from the modified load curve and the required fluctuation curve, and the output fluctuation operation of the operational restriction condition margin; An optimal direction search for the modified load curve is performed using an evaluation function whose parameter is the integral value over the section, and (iv) a new modified lobe curve is assumed based on the above search result, and the optimal modified lobe curve is determined by the evaluation function. The automatic operation method for a nuclear power plant according to claim 1, characterized in that similar calculations are repeated until the card is determined. 4. A sub-loop control unit that controls each component of the nuclear power plant while receiving control amount detection signals as feedback from the component, and a control target value for the sub-loop control unit based on the load curve given from the operation plan database. (e) a state prediction unit that receives controlled variable detection signals from each component of the nuclear power plant and predicts fluctuations in the controlled variable; (f) a state monitoring unit that receives the detection signal and determines whether the controlled variable conforms to the operation restriction conditions; (g) performs a prediction based on the actual measured value and predicted value of the controlled variable; a simulator error correction unit that calculates an error correction value of the value, and (h) corrects the load curve of the operation plan database based on the determination result of the above-mentioned (f) and the error correction value of the above-mentioned (g). An automatic operation device for a nuclear power plant, characterized in that it is equipped with a curve optimization correction section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62031543A JPH07107559B2 (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Automatic operation method and automatic operation device for nuclear power plant |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63200100A true JPS63200100A (en) | 1988-08-18 |
JPH07107559B2 JPH07107559B2 (en) | 1995-11-15 |
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ID=12334104
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP62031543A Expired - Fee Related JPH07107559B2 (en) | 1987-02-16 | 1987-02-16 | Automatic operation method and automatic operation device for nuclear power plant |
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JP (1) | JPH07107559B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010086207A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Simulation method, system, and program |
WO2014003166A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社東芝 | Device for adjusting nuclear reactor output |
CN112131270A (en) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | Intelligent numerical prediction method and system suitable for marine nuclear power platform |
-
1987
- 1987-02-16 JP JP62031543A patent/JPH07107559B2/en not_active Expired - Fee Related
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WO2014003166A1 (en) * | 2012-06-29 | 2014-01-03 | 株式会社東芝 | Device for adjusting nuclear reactor output |
JPWO2014003166A1 (en) * | 2012-06-29 | 2016-06-02 | 株式会社東芝 | Reactor power regulator |
US10720247B2 (en) | 2012-06-29 | 2020-07-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nuclear reactor power regulator |
CN112131270A (en) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | Intelligent numerical prediction method and system suitable for marine nuclear power platform |
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